Зміст:
- З чого почати?
- Розрахунок повітряного опалення
- Системи повітряного опалення
- Повітряні теплові насоси для опалення
- Висновок
Поряд з традиційним водяним опаленням з допомогою радіаторів в приватному будівництві все більшого поширення набувають системи повітряного обігріву. Особливо актуальний обігрів повітрям в приватних котеджах великої площі та поверховості або там, де вимоги до інтер’єру приміщень підвищені. У першому випадку традиційні системи втрачають ефективність, а в другому не допускається установка батарей. У даному матеріалі ми розкриємо тему, яким способом можна влаштувати повітряне опалення в приватному будинку своїми силами.
З чого почати?
Задумку з повітряним обігрівом рекомендується виконувати поетапно, ретельно перевіряючи свою роботу, тому що ціна помилки дуже велика. Звичайно, найкраще це робити на стадії проектування житла, але при бажанні це можна реалізувати і на готовому об’єкті. Послідовність така:
- Виконання розрахунків теплової потужності, потрібної на обігрів будинку.
- Вибір повітряної опалювальної системи.
- Розробка схеми.
Пройшовши ці етапи, ви вийдете на підбір і придбання обладнання, а після перейдете до монтажних робіт, які можна виконати своїми руками або за допомогою спеціалізованих організацій.
Рада. За результатами своєї роботи рекомендується проконсультуватися з фахівцями, що займаються проектуванням подібних систем. Це допоможе прояснити багато нюансів, а також перевірити свої розрахунки.
Розрахунок повітряного опалення
Перш ніж виконувати розрахунок, слід знати, що повітряне опалення можна поєднати з вентиляцією. Від цього буде залежати і хід обчислень, але в будь-якому випадку спочатку визначаються теплові втрати через зовнішні стіни, вікна, покрівлю та підлогу для кожного приміщення. Для цього використовується формула, наведена для стіни:
Qстены = 1/Rстены х (tв – tн) х Ѕстены, де:
- Rстены – опір теплопередачі, м2 ?С / Вт);
- Ѕстены – площа стіни в межах розглянутого приміщення, м2;
- tв і tн – відповідно, температура внутрішнього і зовнішнього повітря.
Ця ж формула застосовується для обчислення тепловтрат вікон та інших конструкцій. Знаючи матеріали, з яких побудовані або будуть будуватися ці конструкції, прораховується опір теплопередачі R для кожної з них:
R = ? / ?, тут:
- ? – товщина конструкції в метрах;
- ? – коефіцієнт теплопровідності матеріалу, Вт/(м · С). Дана величина – довідкова, її неважко знайти в технічній літературі.
Отримані значення для всіх будівельних конструкцій, що обгороджують приміщення від зовнішнього середовища, складаються і отримуємо величину теплової потужності опалювальної системи для компенсації втрат крізь ці конструкції. Якщо треба зробити розрахунок повітряного опалення, суміщеного з системою вентиляції, то до отриманої величині додається теплова енергія, що витрачається на підігрів приточного повітря. Її розраховують за формулою:
Qвент = cm (tв – tн), де:
- Qвент – енергія, що йде на підігрів припливного повітря, Вт;
- m – маса припливного повітря, кг;
- tв і tн – температура внутрішнього і зовнішнього повітря;
- с – питома теплоємність повітряної суміші, що дорівнює 0.28 Вт / (кг С).
Щоб виконати подальший розрахунок системи повітряного опалення, треба дізнатися масу повітряної суміші m (кг). Для цього спочатку визначається її кількість в м3, після чого множиться на щільність, її значення при різних температурах наведено в технічних довідниках. Кількість припливного повітря для житлових кімнат приймається з їх обсягом, що відповідає кратності обміну 1 раз на годину.
Системи повітряного опалення
Будь-яке повітряне опалення приватного будинку, зроблене своїми руками, можна умовно розділити на місцеве і централізоване. До першого виду відносяться всі апарати, підігріваючі повітряне середовище в межах однієї кімнати. Це електричні тепловентилятори, спліт – системи, місцеві припливні установки та інші подібні пристрої. Централізовані системи характеризуються наявністю одного джерела тепла, — котла. Вироблена ним енергія передається теплоносію і розподіляється по кімнатах різними способами (за допомогою повітроводів або труб з теплоносієм).
За способом нагріву система повітряного опалення приватного будинку може бути декількох видів:
- з повною рециркуляцією;
- з частковою рециркуляцією;
- прямоточна;
- прямоточна з рекуперацією тепла.
Принцип, за яким працює схема рециркуляційного опалення, полягає в тому, щоб пропускати через електричний або інший нагрівач повітряне середовище приміщення без додавання свіжого повітря ззовні. Прикладом такого нагрівача може служити та ж спліт – система, тепловентилятор або фанкойл централізованої установки.
Примітка. Винятком є кондиціонери і фанкойли з функцією підмішування припливного повітря.
Якщо власник житла хоче використовувати опалення з повною рециркуляцією, то про вентиляції в будівлі доведеться потурбуватися окремо. Зазвичай у такій ситуації застосовується припливно-витяжна вентиляція з природним спонуканням. Часткова ж рециркуляція дозволяє об’єднати ці дві системи – опалення вентиляції – в одну. При цьому пристрою, підігріваючі повітряні маси всередині, захоплюють частину повітря з вулиці, очищають його, нагрівають і змішують з рециркуляційним. Тоді про додатковий приплив турбуватися не потрібно, треба лише забезпечити додаткову подачу теплової енергії на підігрів зовнішнього повітря, що відбувається у повітряних системах опалення.
За прямоточною схемою необхідна кількість повітряної суміші ззовні нагрівається в теплообміннику вентиляційної установки і подається всередину, при цьому витяжна система просто викидає відпрацьоване повітря назовні. Температура припливу розраховується таким чином, щоб надходить з ним теплової енергії вистачало на компенсацію втрат через зовнішні огорожі. Наприклад, якщо в кімнаті потрібна температура 20 ?С, то прямоточна система опалення нагріє приплив до 25-30 ?С, щоб компенсувати тепловтрати.
Прикладом прямоточних систем можуть служити місцеві припливні агрегати, вбудовані в стіни або котли повітряного опалення, тепло від яких розходиться по будинку за допомогою повітроводів. Враховуючи, що прямоток – не найбільш економічне рішення, то для відбору теплоти у витяжного повітря стали використовувати теплообмінники – рекуператори, в них відбувається передача енергії від витяжного потоку припливному, в результаті чого на підігрів останнього витрачається на 50-60% менше теплоти.
Повітряні теплові насоси для опалення
В останні роки стало актуальним використання теплових насосів в якості джерел тепла замість котельних установок. Це стосується установок, извлекающих теплову енергію з навколишнього повітряного середовища, чия вартість стає все більш доступною.
Для довідки. Існують геотермальні теплові насоси, що використовують енергію землі, але їх вартість в наш час не можна назвати доступною.
Принцип, за яким здійснюється опалення будинку повітряним насосом, вельми схожий з роботою спліт – системи на обігрів. Насправді повітря, чия температура вище абсолютного нуля, містить в собі теплову енергію, тому даний апарат відбирає її, охолоджуючи повітряні маси на вулиці ще сильніше. Отримане тепло передається внутрішнього повітря і розподіляється по житлу. Не можна не відзначити, що цей метод – найбільш ефективний серед усіх існуючих. Витрати електроенергії, що йдуть на роботу вентиляторів і компресора, становлять лише третю частину від кількості тепла, що отримується з повітряного середовища. Тому тепловий насос для опалення котеджу – найкраще рішення, хоча і найдорожче.
Стаття в тему: Як самостійно зробити опалення в приватному будинку
Висновок
Після того як обрано тип системи, знадобиться схема повітряного опалення вашого будинку. Її краще розробляти за допомогою спеціалістів, оскільки знадобиться оптимально прокласти трубопроводи та повітроводи, а також правильно підібрати обладнання, що має чималу вартість.